TFF SAĞLIK EĞİTİM PROGRAMI TAKIM FİZYOTERAPİSTLERİ DERS NOTLARI

Transkript

1 TFF SAĞLIK EĞİTİM PROGRAMI TAKIM FİZYOTERAPİSTLERİ DERS NOTLARI

2 Sevgili Sağlık Ekibi Çalışanları, Bildiğiniz gibi Haziran 2009 da kabul edilen yeni Sağlık Ekiplerinin Yapılanmaları ve İşleyişleri Talimatı çerçevesinde Sağlık Ekipleri Eğitimi Programı da yeniden düzenlendi. Bu çerçevede ilki Temmuz 2009 ve 3-4 Ağustos 2009 tarihlerinde TFF Sağlık Eğitim Programı 1. Basamak Kursu adı altında yapılan kursların ikincisinin Aralık 2009 tarihinde, üçüncü ve sonuncusunun ise 2010 futbol sezonu bitiminde yapılması planlanmaktadır. Yine yeni talimat çerçevesinde eğitim programına katılan kişilerin, program sonunda kendi branş programları çerçevesinde sınava tabi tutulmaları öngörülmektedir. Sınavdaki başarı oranını arttırmak ve başarıyı kolaylaştırmak amacıyla, her bir TFF Sağlık Eğitim Kursu sırasında yapılacak olan sınavın bir önceki kursta anlatılanlarla sınırlı olması kararlaştırılmıştır. Elinizdeki bu TFF Sağlık Eğitim Programı 1. Basamak Kursu Ders Notları bu amaçla hazırlandı. Bu şekilde kurs sırasında anlatılan güncel bilgilere toplu halde ulaşma imkanı yanında, her an ve her yerde bu bilgileri tekrar tekrar okuma ve gözden geçirme kolaylığı sağlanmış olmaktadır. Eğitim faaliyetlerinin sporcu sağlığı ve yüksek sportif performans açısından önemi açıktır. Amacımız sağlık ekibi çalışanları olarak hem bireysel gelişimimizi daha ileriye taşımak, hem de Türk futbolunu sağlık alanında bugün olduğu gibi hep en önlerde tutmaktır. Dr. Ömer Taşer TFF Sağlık Kurulu Başkanı

3

4 İÇİNDEKİLER 1. Fizyolojiye Giriş, Temel Fizyoloji Dr. Lütfi Çakar 2. Egzersiz Fizyolojisine Giriş (Bilim Dalı Olarak Egzersiz Fizyolojisi, Temel Konuları, Antrenman Bilgisi ve Bilimi ile İlişkisi) Dr. Sanlı Sadi Kurdak 3. Sinir Sistemi (MSS-PSS-OSS) Dr. Ümmühan İşoğlu Alkaç 4. Sinir Sistemi (Motor Kontrol, Hareket, Derin Duyu, Kemik-Veter Refleksi) Dr. Ümmühan İşoğlu Alkaç 5. Kan ve İmmün Sistem Dr. Safinaz Yıldız 6. Kalp-Dolaşım ve Solunum Sistemi Dr. Fadıl Özyener 7. Kas (Kas Yapısı, Kas Lifi Tipleri, Kasılma, Kasılma Tipleri, Antrenmana Yanıt) Dr. Hakan Gür 8. Kemik Metabolizması Dr. Gökhan Metin 9. Enerji Metabolizması (Giriş, Aerobik Sistem) Dr. Cem Şeref Bediz 10. Enerji Metabolizması (Anaerobik Sistemler) Dr. İlker Yücesir 11. Enerji Metabolizması (Laktat Eşiği, Obla, Maks. VO 2, Oksijen Borçlanması, Toparlanma) Dr. Hızır Kurtel 12. Aerobik Güç, Anaerobik Güç Ölçme Değerlendirme Yöntemleri (Testler) Dr. Özgür Kasımay Çakır

5 13. Aerobik, Anaerobik Dayanıklılık. Aerobik Antrenman Prensipleri, Eşik Altı ve Üzeri Çalışmalar Fatih Yıldız 14. Kuvvet (Halter) Çalışmaları Temel Prensipler Fatih Yıldız 15. Çabukluk, Çeviklik Adnan Kamar 16. Denge, Koordinasyon, Beceri İlhan Er, Mustafa Korkmaz 18. Pliyometrik Çalışmalar Cevat Güler 19. Spora Dönüş Çalışmaları Cevat Güler

6 Fizyolojiye Giriş, Temel Fizyoloji Dr. Lütfi Çakar İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Fizyolojinin Tanımı ve Dalları Fizyoloji, iki latince sözcükten; physus ve logostan kaynağını alır. Physus yaşam; logos ise bilim anlamına gelir. Fizyoloji sözcüğü, geniş anlamda canlı organizmalardaki tüm yaşamsal işlevleri inceleyen bir bilim dalını tanımlamaktadır. Organizma tarafından dış uyaranların nasıl algılandığı, nasıl işlenip cevaplandırıldığı, solunum, dolaşım, sindirim, boşaltım, üreme fonksiyonlarının nasıl gerçekleştiği, vücudumuzdaki kasların nasıl kasıldığı, ışık enerjisinin sinir sisteminde nasıl görüntüye dönüştüğü ve bilincin nasıl oluştuğu, sistemler arasındaki koordinasyonun nasıl sağlandığı gibi tüm fonksiyonel işlevler fizyolojinin inceleme kapsamındadır. Adından da anlaşılacağı gibi, fizyolojinin kapsamı gerçekten çok geniştir ve birçok dalları vardır. Fizyoloji, ilk başta incelenen organizmanın cinsine göre; Bitki Fizyolojisi, Hayvan Fizyolojisi ve İnsan Fizyolojisi olarak farklı dallara ayrılır. Sağlık bilimlerinde insan fizyolojisi ön plandadır. Bu derslerde, insan organizmasını oluşturan sistem ve organların, bunları oluşturan çeşitli dokuların ve hücrelerin nasıl çalıştıkları, başka bir deyimle, nasıl fonksiyon gördükleri anlatılır. Bu konuda çalışanlar, vücudun yaşamasını ve çalışmasını sağlayan kontrol sistemleri ve düzenleme mekanizmalarını deneysel yöntemlerle açıklamaya ve keşfetmeye çalışırlar. Bulguların çoğu, hayvanlar üzerinde yapılan deneylere dayandığından, sağlık bilimlerinde hayvan fizyolojisi ve Karşılaştırmalı (Komparatif) Fizyolojiden de oldukça yararlanılmaktadır. İncelenen özel veya sistemik fonksiyonlara veya organizasyon düzeylerine göre de fizyoloji; Sistem Fizyolojisi (Solunum Fizyolojisi, Nörofizyoloji, Kardiyovasküler Fizyoloji gibi) ve Hücre Fizyolojisi veya Moleküler Fizyoloji alt dallarına ayrılır. Gerçekten, bugün bilim ve teknik alanındaki baş döndürücü ilerlemeler sayesinde, fizyoloji alanındaki araştırma ve açıklamalar tamamen moleküler düzeyde yoğunlaşmış bulunmaktadır. Çeşitli çevre faktörleri de organ veya dokuların normal fonksiyonlarını önemli derecede etkiler. Atmosfer basıncı ve ısı değişiklikleri, iklim koşulları, hava kirliliği gibi çevresel faktörlerin insan organizması üzerindeki etkilerini inceleyen bilim dalına Çevre Fizyolojisi adı verilmektedir. Çevre fizyolojisi içinde, yüksek yerlerde yaşayanlarda meydana gelen adaptasyon mekanizmalarını inceleyen bölümü Yükseklik Fizyolojisi veya Havacılık Fizyolojisi; insan organizmasının uzay koşullarına adaptasyonunu inceleyen bölümü de Uzay Fizyolojisi veya Tıbbı olarak adlandırılır. Gerçekte uzay fizyolojisi, yükseklik veya havacılık fizyolojisi ile bazı ortak sorunları kapsadığından Hava-Uzay Fizyolojisi veya Tıbbı diye de anılır. Zira, her ikisinde de atmosfer basıncı azalmasının, hiperbarik oksijen solumanın, ültraviyole ışınlarının ve radyasyonun organizma üzerindeki etkileri incelenmektedir. 1

7 Çevre fizyolojisi kapsamına giren diğer bir bilim dalı Sualtı Fizyolojisi veya Hiperbarik Tıptır. Bu bilim dalında; yüksek basınç altında, köprü ve tünel inşaatları, maden ve petrol arama gibi işlerde çalışan işçilerin, balıkadamların ve dalgıçların, denizaltılardaki görevlilerin, içinde bulundukları yüksek basınç, soludukları yüksek gaz basınçları ve düşük çevre temperatürü nedenleriyle, çeşitli vücut fonksiyonlarında meydana gelen değişiklikler ve bunlara karşı oluşan uyum mekanizmaları incelenir. Özellikle, bu basınçlarda daha uzun süre kalabilme ve yüksek basınçtan deniz düzeyine dönüşlerde karşılaşılan tehlikeli bir takım aksaklıkların ne gibi önlemlerle giderilebileceği araştırılır. Amatörce veya profesyonel olarak spor yapan deneklerde yeni bir takım adaptasyon mekanizmaları gelişir. Bunları inceleyen bilim dalına Spor Fizyolojisi adı verilmektedir. Her çeşit spor dalı ve sağlıklı yaşam için, her yaş ve cinse uygun sportif aktivitelerin düzenlenmesi de spor fizyolojisinin araştırma kapsamındadır. İleride görüleceği gibi, tam sağlıklı organizmalarda bile fonksiyonlar her zaman sabit değildir ve belirli sınırlar arasında dengede tutulmaya çalışılmaktadır. Herhangi bir fonksiyon veya parametrede meydana gelen değişikliklerin normal sınırların dışına taşması durumunda, patolojik durumlar ve hastalıklar ortaya çıkar. Bu çeşit durumların incelenmesi, Fizyopatoloji veya Patolojik Fizyoloji veyahut da modern deyimi ile Klinik Fizyoloji denilen bir bilim dalının konusunu oluşturur. Fizyolojide herhangi bir sistemin normal fonksiyonu incelenirken, bazen patolojik koşullarda oluşan değişikliklere de değinilir ve böylece, incelenen sistem veya organların normal fonksiyonlarının daha iyi anlaşılması sağlanır. Canlı Yapının Özellikleri Fizyoloji, canlı organizmada meydana gelen fonksiyonel olayları incelediğine göre, ilk önce yaşam belirtilerinin, bir başka deyimle, canlıyı cansız varlıklardan ayıran belirgin özelliklerin tanımlanması gerekmektedir. Canlı yapıyı cansız varlıklardan ayıran ve yaşamı tek bir özellikle açıklayabilen kısa ve net bir tanım yoktur. Bu nedenle, bilim adamları yaşamı, canlı yapının özellikleri olarak adlandırılan bir dizi kavramla tanımlamaktadırlar. İnsan organizması söz konusu olduğunda, bu özellikler; organizasyon, uyarılabilme ve iletebilme, hareket, metabolizma, büyüme ve farklılaşma, üreme başlıklarıyla özetlenmektedir. Aşağıda, yaşamı tanımlayan bu kavramların içeriklerine ana hatlarıyla değinilecektir. Organizasyon: Canlı yapının temeli, atomların, moleküllerin ve makromoleküllerin yapısal ve fonksiyonel olarak hiyerarşik bir düzen içindeki organizasyonu ile başlar. Her yeni organizasyonda, bir önceki yapının işlevleri tamamiyle farklı bir özellik kazanmaktadır. Böylece, daha ileri bir organizasyonla organeller meydana gelir. Organellerin ve kimyasal olayların fonksiyonel organizasyonuyla hücre düzeyine erişilir. Hücreler, canlının temel niteliklerini içeren ve birçok yapısal özellikleri bulunan en küçük birimidir. Hücrelerin daha ileri düzeydeki organizasyonu dokuları oluşturur. Doku; çok sayıda benzer hücrenin, belirli bir fonksiyonu yerine getirmek üzere yaptıkları bir gruplaşmadır. Doku hücreleri, çeşitli oran ve tipte, cansız, hücrelerarası maddelerle (matriks) çevrelenmiştir. İnsan 2

8 vücudunda dört esas doku tipi bulunmaktadır. Bunlar; sinir, kas, bağ ve epitel dokulardır. Belirli bir fonksiyonu yerine getirmek üzere, birçok farklı tipte dokunun birlikte oluşturduğu çok daha karmaşık yeni yapıya organ adı verilir. Dokuların, farklı organlardaki miktar, oran ve dağılımı büyük değişiklikler göstermektedir. Bu değişiklikler, sadece organın anatomik yapı özelliğini belirlemekle kalmaz; aynı zamanda fonksiyonlarını da önemli derecede etkiler. Kas ve özel bağ dokusunun şeklini; özelleşmiş epitel dokusunun boşluklarını çevrelediği ve çalışmasını sinir dokusunun düzenlediği kalp, organ düzeyindeki organizasyona güzel bir örnektir. Karmaşık, çok özel fonksiyonları yerine getirmek üzere, değişik sayı ve çeşitte organın birlikte oluşturduğu daha ileri bir organizasyona sistem adı verilir: solunum sistemi, dolaşım sistemi, sindirim sistemi, boşaltım sistemi, üreme sistemi gibi. Sistemler biribirlerinin görevlerini tamamlayacak biçimde bir bütünü; bir organizmayı meydana getirirler. Uyarılabilme ve iletebilme: Organizmanın zararlı uyaranlardan kaçmak, yararlı olanlara doğru yönelmek üzere iç veya dış ortamındaki değişkenleri algılaması ve uyartıları vücut içinde bir bölgeden diğer bir bölgeye iletebilme yeteneğidir. Uyarılabilme ve iletebilme, özellikle kas ve sinir hücrelerinde oldukça iyi gelişmiş bir yetenektir. Hareket: Canlı organizma, vücut içinde besinlerin, kanın veya diğer maddelerin dengeli bir dağılımını sağlamak, gerekli olanlarını ilgili bölgelere yönlendirmek üzere iç ortamında veya zararlı uyaranlardan kaçmak ve yararlı uyaranlara doğru yönelmek üzere dış ortamda hareket meydana getirme yeteneğine sahiptir. Metabolizma: Canlı özelliklerinin devam edebilmesi için organizmanın gereksinim duyduğu enerji ve çeşitli sentezler, çok karmaşık biyokimyasal reaksiyonlar sonucu meydana gelmektedir. Organizmada, bu amaçla oluşan tüm biyokimyasal işlemler, metabolizma olarak adlandırılır. Metabolizma için dışarıdan alınan karmaşık besin maddelerinin, sindirim kanalında mekanik ve kimyasal olaylarla yapı taşlarına ayrılması (anabolik reaksiyon) ve daha sonra çeşitli sentezlerde kullanılmak üzere (katabolik reaksiyon) kanal çevresindeki vücut sıvıları içine alınması işlemi sindirim ve emilim fonksiyonu olarak tanımlanır. Metabolik olaylar için, sindirim enzimleri ve hormon gibi özel maddelerin sekresyonla ilgili bölgelere ulaştırılması gerekmektedir. Biyokimyasal reaksiyonlarda gerekli oksijenin alınması, taşınması ve kullanımı ise solunum ile sağlanır. Gaz değişimi, akciğerlerde alveolar hava ve kapiller kan arasında (dış solunum) ve dokular düzeyinde kapiller kan ve hücreler arasında (iç solunum) olmak üzere iki farklı düzeyde meydana gelmektedir. Özel kimyasal reaksiyonlar vücutta farklı bölgelerde meydana geldiğinden, besin maddeleri, oksijen, hormon, mineral, vitamin ve atık ürün gibi birçok madde ve sıvıların vücuttaki hareketi, vücut ısısının dengelenmesi dolaşım sistemiyle sağlanmaktadır. Boşaltım ise metabolizma sırasında açığa çıkan zararlı atıkların vücuttan uzaklaştırılması işlemidir. Tüm bu işlevler metabolizma adı altında genelleştirilerek, değerlendirilmektedir. 3

9 Büyüme ve farklılaşma: Organizmanın şeklinde büyük bir değişiklik olmaksızın, hücrelerin sayı ve boyutunda meydana gelen artmaya büyüme; bazı hücrelerin özel bir görevi yerine getirmek üzere uzmanlaşmasına da farklılaşma adı verilir. Büyüme ve farklılaşma sonucu organizmanın şekil ve fonksiyonlarında büyük değişiklikler meydana gelmektedir. Üreme-Yeni bir canlının oluşumu ve aynı zamanda büyüme, tamir, yaşlı ve ölü hücrelerin yerine yenilerinin konması amacıyla hücre bölünmesi olaylarını kapsamaktadır. Bütün bu yaşam belirtileri, bunların vücuttaki fonksiyonel özellikleri, diğer sistem fonksiyonları ile integrasyonu ve kontrol mekanizmaları, fizyolojinin inceleme ve araştırma konularını oluşturmaktadır. Yaşamın Süregelmesi İçin Uygun Ortam Koşulları İnsan, dünyadaki çevre koşullarına uyum göstermiş bir canlıdır. Canlılık özelliklerinin devam edebilmesi, organizma çevresinde ancak belirli ortam koşullarının bulunması halinde mümkündür. İnsanın yaşamı için uyum sağladığı ve sıkı sıkıya bağlı olduğu bu çevre koşulları nelerdir? Aşağıda kısaca bunlardan bahsedilecektir. 1-Su. İnsan vücudunun % 60 ını oluşuran su yaşam için esastır. İyonik bileşikler için mükemmel bir çözünme ortamı oluşturduğundan, kimyasal olayların çoğu sulu ortamlarda gerçekleşir. Su, elektrostatik güçleri de 80 kat azaltır. Vücut temperatürünün dengeli dağılımı ve düzenlenmesi, yaşam için gerekli maddelerin emilimi, hareketi ve fazlasının vücuttan atılımı mutlaka suya gereksinim gösterir. Bu işlevler gerçekleştirilirken, vücut ile dış ortam arasında, günde 2,5 litre kadar su değişimi zorunludur. 2-Besin. Vücut yapısının oluşturulması ve yaşamsal işlevlerin sürdürülebilmesi için gerekli maddelerin dışarıdan besin olarak alınması zorunludur. İnsan, yaşam enerjisini bitkilerden veya bunları daha önce besin olarak kullanmış hayvansal gıdalardan sağlar. Aldığımız besinler, sindirim sisteminde her hücrenin ihtiyacını karşılayacak şekilde önce kimyasal yapı taşlarına kadar parçalanır; daha sonra kana emilerek ya vücut yapısının oluşturulmasında veyahut da kimyasal enerji elde edilmesinde kullanılırlar. 3-Oksijen. Atmosferin % 2l ini oluşturan bir gazdır. Çoğu canlı hücrelerde olduğu gibi, insan vücudu da, enerji elde etmek üzere dışarıdan besin olarak aldığı enerji maddelerini oksidize eder. Bunun için devamlı oksijene gereksinim vardır. Erişkin bir insan 1 dakikada istirahat durumunda ml; egzersizde ise ml kadar oksijen tüketir. Bu önemli gazın yokluğunda, hücreler yaşam enerjilerini üretemez ve birkaç dakika içinde ölürler. 4-Uygun çevre temperatürü. İnsan bedeni, 37 o C civarında bir iç temperatürde yaşam sürdürmek üzere programlanmıştır. Üzerinde yaşadığımız dünyada, kutuplardan ekvatora, deniz düzeyinden yüksek dağlara kadar l20 o C lik bir temperatür değişikliğine karşın, uygun düzenleme mekanizmaları ile vücut ısısı l o C sınır içinde sabit tutulmaya çalışılmaktadır. Yükseklere çıktıkça, atmosferin üst tabakalarında daha az 4

10 ültraviyole emilimi nedeniyle ısı düşer. Bundan dolayı, deniz düzeyinde temperatür 20 o C iken, 3 km lik bir dağda veya yükseklikte O o C; 6 km de 22 o C; 9 km de -44 o C; l2 km de 55 o C dir. Su ortamında da, suyun ısı iletimi havaya göre 30 kat yüksek olduğundan, hızlı ısı kaybı veya kazanılması nedenleriyle organizma vücut ısısının korunması açısından çok daha fazla çaba harcamak durumundadır. İnsanın, yeryüzündeki dar sınırlarda bile zorlandığı koşullarda, karanlık ve buzla kaplı, ortalama -l84 o C ısıya sahip pluton gezegeni veya ortalama 427 o C de yanan venüs gezegeni gibi yabancı ortam temperatürlerinde devamlı yaşaması mümkün değildir. 5- Uygun çevre basıncı. İnsan yeryüzünde hava okyanusunun oluşturduğu 760 mm Hg lık bir basınç altında bulunur. Bu atmosfer basıncı, normal solunum hareketleri için önemli ve akciğerlerde gaz değişimi için esastır. Atmosfer basıncının azalması veya artması yaşamı önemli derecede etkiler. Denizlerde, derinlere doğru yaklaşık her l0 metrede l atmosfer artan basınç, organizma üzerinde yüksek hidrostatik basınç ve yüksek gaz basınçları olarak farklı iki yönde etkili olur. İnsanın vücut yapısı suya dalmada diğer canlılara göre daha dezavantajlı durumdadır. Yüksek basıncın tamamen moleküler düzeyde, özellikle nörotransmitterlerin depolanması, salgılanması ve geri dönüşümü, membranlarda iyon hareketleri, enzim aktiviteleri, genel protein ve yağ metabolizması üzerine etkisiyle oluşan aksaklıklara nörolojik sendrom adı verilir. Nörolojik sendrom; titreme, EKG anomalileri, solunum bozuklukları ve en sonunda hareketsizlik ve ölümle sonuçlanabilir. Yüksek gaz basınçlarının zararları ise yüksek basıncın etkisiyle kan ve dokularda artan eriyik haldeki solunum gazlarından kaynaklanmaktadır. Otuz metreden başlayarak, vücut sıvılarında artan azotun etkisiyle azot veya derinlik sarhoşluğu dediğimiz alkol zehirlenmesine benzer bir durum ortaya çıkar. Oksijen miktarının artması da son derece zararlıdır. İki atmosferden daha yüksek basınçta saf oksijen solunması, sinir sistemini etkileyerek oksijen zehirlenmesine yol açar. Ayrıca, yüksek basınçta kanda absorbe edilen oksijen, metabolizma için yeterli olduğundan, hemoglobine bağlanan kısmı ayrılmaz ve sonuçta bağlanacak hemoglobin bulamayan karbondioksitin taşınması bozulur. Zaten yüksek basınçla artan karbondioksit basıncının dokularda 70 mm Hg yı aşması durumunda, belirtilen aksaklıklara bir de karbondioksit zehirlenmesi eklenir. Bu nedenle, bazı durumlarda verilmesi zorunlu olan saf oksijenin, üç atmosferden daha düşük basınçta ve beş saatten daha kısa bir süre için verilmesi uygundur. Uzun süre soluma için, yüksek basınç kamaralarında ise oksijen l60 mm Hg basınçta sabit tutulmalıdır. Dalgıç veya pilotun yüksek basınçtan düşük basınca hızla çıkması sırasında, dokularda eriyen gazın, adeta kaynayan sudan çıkan hava baloncukları gibi baloncuk oluşturarak damarları tıkaması, sinirlere basınç yapması ve zarları yırtması, vurgun dediğimiz son derece tehlikeli bir olaya yol açmaktadır. Deniz düzeyinden yükseklere ve uzaya doğru çıkılmasında ise atmosfer basıncının azalması da yaşamı sınırlar ve bazı ilave önlemlerin alınmasını gerektirir metreye kadar olan yüksekliklerde, düşen atmosfer basıncı ile orantılı olarak gelişen hipoksi fazla etkili olmaz iken, birdenbire

11 metrenin üzerine çıkılması; baş dönmesi, bulantı, kusma, görme ve işitme bozuklukları, huysuzluk, uykusuzluk ve halsizlik ile belirgin dağ hastalığına neden olur. Yaşamın bu yükseklikte sürdürülmesi durumunda, 2-3 hafta içinde gelişen uyum mekanizmaları ile, vücut gereksinimleri kısmen karşılanır ve halsizlik dışında semptomlar kaybolur. Ancak, daha ileri bir uyum mekanizması gelişemediğinden, insan metre yükseklikte ilave oksijen solumak; l4.000 metreden itibaren de basınçlı oksijen solumak ve basınç ayarlı özel elbise giymek zorundadır. Aksi halde, başta oksijen yetersizliğinden ve ayrıca, l9 km deki basıncın 47 mm Hg lık su buharı basıncına eşit olmasından, bu yükseklikte vücuttaki tüm sıvıların buhar haline geçmesiyle, bir kaç saniye içinde yaşam sona erer. Hızları ve çağdaşlıkları ile vazgeçemediğimiz uçaklar, önlem alınmadan kısa bir süre bile yaşamın imkânsız olduğu yüksekliklerde; jet yolcu uçakları 6-l4 km; süpersonik uçaklar ise l8-2l km ler arasında uçmaktadırlar. Yukarıda açıkladığımız nedenlerle, genel yolcu taşımacılığında kullanılan uçakların kabin içi basıncı, hipoksinin etkisiz olduğu l,5-2,5 km yüksekliklerdeki basınçta sabit tutulmalıdır. Bir aksaklık sonucu kabin basıncının yüksekteki ortam basıncına dengelenmesi durumunda, otomatik olarak basınçlı oksijen verilmesi zorunludur. 6- Zararlı radyasyondan korunma. Güneş ışınları yeryüzüne ulaşıncaya kadar, atmosfer tabakası, özellikle atmosferin üst tabakasında bulunan ince ozon tabakası tarafından süzülür. Böylece, ültraviyole radyasyonun çoğu filtre edilerek vücudumuz zararlı radyasyondan korunmaktadır. Endüstriyel atıklarla atmosfere kloroflorokarbon türü soğutucular, sprey püskürtücüler ve azot oksidin salınması ve yüksek irtifada seyreden uzay araçları, zararlı radyasyonu absorplayan son derece yararlı ozon tabakasının parçalanmasına neden olur. Böyle bir durumda, yeryüzüne ulaşan zararlı radyasyon artacağından, dünyanın tüm florasını etkileyecek iklim değişiklikleri, deri kanserleri ve genetik yapımızda mutasyonlar ortaya çıkacaktır. İç Ortam ve Homeostazis Hücrelerin, daha önce belirtilen yaşamsal yeteneklerini sürdürebilmesi, uygun ortam koşullarında devamlı enerji üretimine bağlıdır. Enerji, bazı organik maddelerin oksijen ile yakılmasından elde edilir. Tek hücreli canlılarda, metabolizma için tüm gereksinimler doğrudan doğruya hücre ve içinde bulunduğu ortam arasında sağlanmaktadır. İnsan vücudunda 75 trilyonluk bir hücreler topluluğu içinde, dış ortamdan çok uzaklarda bulunan hücrelere, besin maddelerinin alınması, sindirim sisteminde parçalanması, emilmesi ve kan ile ilgili yerlere taşınması gerekmektedir. Aynı zamanda oksijen ortamından uzaktaki bu hücrelere akciğerlerle oksijenin alınması, kanda tutulması ve yine dolaşım ile ilgili yerlere taşınması zorunludur. Metabolizma sonucu oluşan enerji, çeşitli hücre aktivitelerinde kullanılacaktır. Ancak, devamlı madde kullanımı ve bu arada açığa çıkan yüksek ısı, ara metabolizma ürünleri, karbondioksit ve su gibi maddeler ortamın ph, ısı, gaz basınçları, iyon denilen elektrik yüklü partiküller ve diğer birçok kimyasal madde dengesinin bozulmasına neden olacaktır. 6

12 Meşhur Fransız Fizyoloğu Claude Bernard, vücuttaki hücrelerin sağlıklı biçimde yaşamlarını sürdürebilmeleri için, içinde bulundukları sıvı ortamın ısı, basınç ve kimyasal yapısının kısmen sabit kalması durumunda mümkün olduğunu gözlemiş ve çok hücreli canlılarda hücrelerin tüm gereksinimlerinin karşılandığı bu ortama İç Ortam (milieu interieur) adını vermiştir. İç ortam; hücrelerin dışında, onları çevreleyen ve hücrelerarası boşluğu dolduran sıvı bir ortamdır. Sistemler arasında çok düzenli işbirliğinin bozulmadan devam edebilmesi, içinde bulundukları ortam (iç ortam) koşullarının devamlı belirli sınırlar arasında dengede tutulmasını gerektirir. Canlının normal fonksiyonlarının devam edebilmesi, daha doğrusu sağlıklı yaşam için gerekli olan bu denge durumuna Amerikalı Fizyolog Cannon, Homeostasis adını vermiştir. Homeostazis, Latince homoios (aynı) ve stasis (duran) sözcüklerinden oluşan bir terimdir. Homeostazis, bir etkenin her zaman belirli bir çizgide tamamen sabit durması anlamına gelmez. Organizmada, ayar noktasına göre değişkenlerdeki azalma veya çoğalmaların, fizyolojik sınır içinde dengede tutulmasıdır. Yani, dinamik bir denge durumudur. Örnek olarak; sağlıklı kişilerde kan şekeri mg/100 ml kan arasında ortalama 100 mg düzeyinde dengede tutulmaktadır. Homeostazis vücudumuzdaki fonksiyonel mekanizmaların temel kavramıdır. Normal vücut fonksiyonları için, iç ortamda dengede tutulması gereken başlıca etkenler; besin moleküllerinin konsantrasyonu, su-tuz ve diğer elektrolit konsantrasyonları, oksijen ve karbondioksit gaz konsantrasyonları, atık (boşaltım) ürünlerin konsantrasyonları, ph, temperatür, vücut sıvılarının hacim ve basıncıdır. Homeostazise önemli katkıları bulunan vücut sistemleri ise sindirim sistemi, solunum sistemi, dolaşım sistemi, boşaltım sistemi, kas ve iskelet sistemi, bağışıklık ve savunma sistemi, sinir sistemi, endokrin sistem ve üreme sistemidir. Homeostazisin korunması için gerekli düzeneklere homeostatik kontrol (düzenleme) mekanizmaları adı verilir. Homeostatik regülasyonda organizasyon düzeylerine göre genel olarak üç farklı mekanizma etkin rol oynamaktadır. Bunlar; İntrasellüler (hücreiçi) düzenleme mekanizmaları, intrinsik düzenleme veya otoregülasyon ve ekstrinsik veya refleks düzenleme mekanizmalarıdır. İntrasellüler veya hücreiçi düzenleme mekanizmaları hücre düzeyinde kontrolu sağlar. Bu mekanizma, hücreiçi fonksiyonları gen veya enzimler aracılığı ile düzenler. Otoregülasyon; lokal homeostatik bir düzenleme mekanizması olup, bazı çevresel değişikliklere cevap olarak fonksiyonların doku veya organ düzeyinde, bizzat kendisi veya yakın çevresince otomatik olarak düzenlenmesidir. Bu tip düzenleme mekanizmalarında, örneğin bir dokuda artan metabolizmaya bağlı olarak, oksijen miktarının azaldığı ve karbondioksit miktarının yükseldiği durumlarda hücreler, kan damarı düz kas hücrelerini gevşeten bir kimyasal madde salgılayarak vazodilatasyon oluşturur ve kendilerine gelen kan akımını hızlandırmak suretiyle gerekli oksijeni bölgeye yönlendirirler. Otoregülasyonda hücreler arasındaki haberleşme; hormon, transmitter ve parakrin ajanlarla sağlanmaktadır. 7

13 Daha yoğun olan ekstrinsik regülasyon, sistem ve organizma düzeyinde kontrolü sağlar. Bu çeşit düzenleme, aktivitesi düzenlenecek organın dışında, sinir sistemi içindeki bir merkezin kontrolünde refleks olarak gerçekleştirilir. Bu çeşit regülasyonda, birçok organın çalışması, biribiriyle ilişkili ve uyum içinde düzenlenmektedir. Bir uyaranın, algılanmasından oluşturduğu cevabın uygulanmasına kadar vücutta katettiği yol bir refleks kavsini oluşturur. Refleks düzenleme devresi ilk başta değişkeni algılayan bir reseptif yapı enformasyonları irdeleyen, koordinasyon ve kontrolü sağlayan bir merkez ve merkezin emirlerini uygulayan bir icra organından oluşur. Reseptif yapı, vücudun iç veya dış ortamında meydana gelen değişkenleri algılamaya yarayan her çeşit duysal hücrelerdir. Topladıkları bilgileri, belirli bir görevle yükümlü kontrol merkezi olarak görev yapan merkez sinir sisteminin ilgili nöron topluluklarına, hipotalamusa ve beyin kabuğunun ilgili bölgelerine ulaştırırlar. Hipotalamus aynı zamanda ruhsal uyaranlarla da uyarılabilmektedir. Uyarılan hipotalamus, hem bütün iç organların çalışmasını düzenleyen otonom sinir sistemini ve hem de endokrin sistemi kontrol eder. Bu nedenle, refleks veya ektrinsik düzenleme, sinirsel ve hormonal kontrol mekanizmaları olmak üzere farklı iki yolla etkili olur. Konumu nedeniyle hipotalamus, sinirsel ve hormonal kontrol sistemlerinin kavşak noktasını da oluşturmaktadır. İcra organı ise çalışmasını kendisine ulaşan emirler doğrultusunda düzenleyen solunum, kalp ve dolaşım, sindirim, boşaltım, iskelet-kas sistemleri gibi vücut sistemleridir. Koordinasyon merkezi olarak sinir sistemi; beyin ve omurilik ile, her iki vücut yarımındaki duyu hücrelerini arka köklerle bu merkezlere bağlayan duysal (afferent) ve merkezin enformasyonlarını ön köklerle icra organlarına götüren motor (efferent) sinir liflerinden meydana gelir. Her bir yarının ön(motor) ve arka(duysal) lifleri daha sonra periferde birleşerek her dermatomda, sağ ve sol bir çift spinal siniri oluştururlar. Bu karmaşık sistemin esas görevi; özelleşmiş sinir impulslarının oluşumu, yayılması, tanınması ve integrasyonu sonucu kominikasyon (iletişim), integrasyon ve sonuç-sebep ilişkisi içinde kontrolü sağlamaktır. Tüm kontrol mekanizmalarının aynı duysal yolu kullanmalarına karşı, sinirsel mekanizmada motor emirler icra organlarına iki farklı sinir yolu ile ulaştırılır. Bunlardan birincisi; amaca uygun davranışlar, refleks aktiviteler ve düzenlemeler için icra organı olarak çizgili (iskelet) kasları kullanan somatik sinir sistemi; ikincisi de, bezleri, kalbi, kan damarları ve iç organları çevreleyen düz kasları kontrol eden otonom sinir sistemidir. Bu iki sistem arasında, fonksiyonlarını da belirleyen önemli bir ayrıcalık; beyin kabuğu tarafından da kontrol edilen somatik motor yolda, impulsların tek bir sinir lifi ile doğrudan icra organına ulaştırılmasına karşılık, otonom sistemde primer lifler önce periferdeki bir gangliyonda sonlanır; buradan başlayan ikincil sinir lifleri de icra organına ulaşır. Bir başka deyişle; merkez ile icra organı arasında somatik sistemde tek bir sinaptik (terminal plak) yapının varlığına karşılık, otonom sistemde iki sinaps bulunmaktadır. Sinir sistemi ile kominikasyon, integrasyon ve kontrol olarak tanımlanan aynı genel fonksiyonları düzenleyen endokrin sistem, hormon olarak adlandırılan kimyasal maddeleri doğrudan kana sekrete eden özelleşmiş bezlerden oluşmaktadır. Beyinde, sinirsel ve endokrin sistemlerin kavşak 8

14 noktasını oluşturan hipotalamus, bir yandan otonom sinir sistemi üzerinden iç organları çevreleyen düz kasların aktivitesini kontrol ederken, diğer yandan sinir hücrelerinden salgıladığı serbestleştirici faktörlerle iç salgı bezlerinin şefi durumundaki hipofizin aktivitesini düzenler. Hipofizden salgılanan hormon veya uyarıcı hormonlar kan yoluyla vücudun çeşitli bölgelerinde bulunan iç salgı bezlerine (endokrin bez) ulaşarak onların kendi hormonlarını salgılamalarına yol açarlar. Böylece, salgılanan hormonlar, yine kan yoluyla ulaştığı hedef dokuda bulunan özel hormon reseptörlerine bağlanarak etkili olurlar. Hormonal mekanizmalar, büyüme, gelişme, üreme, sıvı ve elektrolit dengesi, asit-baz denge ve enerji metabolizması gibi birçok vücut aktivitesinin esas düzenleyicisidirler. Sinir sistemi, hızla yayılan sinir impulsları yoluyla hızlı, kısa ve lokal kontrolü sağlarken; endokrin sistem, salgıladığı hormonlarla hedef organlar üzerinden daha yavaş fakat daha uzun süreli ve yaygın bir düzenlemeye neden olmaktadır. Organizma, meydana gelen değişikliğin önemine göre bu iki sistemden uygun olanını faaliyete geçirmek suretiyle denge durumunun korunmasını sağlar. Homeostatik kontrol mekanizmalarında effektör aktivitenin duysal mekanizma üzerine tepkimesi negatif (zıt) veya pozitif (aynı yönde) nitelikte olabilir. Bu nedenle, homeostatik kontrol mekanizmaları negatif ve pozitif feed-back (geri tepkime) sistemler olarak sınıflandırılırlar. Negatif feed-back mekanizmalarda, oluşan cevap, artma veya azalma şeklindeki uyumsuz değişikliği karşılar ve böylece belirli bir sınır içinde denge durumu yeniden kurulur. Meydana gelen cevap, uyarana zıt (negatif) yönde oluştuğundan, bu tip düzenleme mekanizmalarına negatif feed-back mekanizmalar adı verilmektedir. Negatif feed-back mekanizmalar inhibitördür ve denge durumunu korumaya yöneliktir. Vücudumuzda beden ısısı, kan hacmi, kan şekeri, kan basıncı, kan gazları, hormon ve enzim düzeyleri gibi tüm düzenleme mekanizmaları bu şekilde çalışan sistemlerden oluşmaktadır. Negatif feed-back sistemlere birçok mekanizma içinden vücut temperatürünün dengede tutulması örnek verilebilir. Burada, çevre veya vücut ısısının değişmesi, deride lokalize olan termoreseptörleri (sıcaklık veya soğukluk reseptörleri) uyarır. Oluşan reseptör potansiyelleri sinir impulsu halinde duysal sinirlerle omuriliğe, oradan da beyin sapı ve hipotalamusa ulaştırılarak, burada kurulu vücut temperatür ayar noktası ile karşılaştırılır. Eğer vücut ısısı yüksek ise terleme, sık solunum gibi ısı kaybı ile ilgili mekanizmalar; aksine vücut ısısı denge noktasından düşük ise metabolizmanın artması, kas kasılması, deri kalınlaşması gibi ısı korunması ve kazanılması ile ilgili mekanizmalar faaliyete geçirilerek vücut temperatürü denge durumuna getirilir. Pozitif feed-back sistemde, sabit durumdan uzaklaşmalar, değişikliği şiddetlendiren bir dizi yeni gelişmelere yol açar. Böylece, sistemi gittikçe denge durumundan uzaklaştırır; hastalıklara ve hatta dolaşım şokunda olduğu gibi, ölüme kadar götürür. Vücudumuzda yararlı bir kaç pozitif feedback mekanizma örneği bulunmaktadır. Bir bebeğin doğumu, böyle bir 9

15 sistem ile gerçekleşir. Bebeğin başının uterus ağzına (serviks) girmesi ve burayı germesiyle uterus duvarında bulunan gerim reseptörleri uyarılır. Beyne ulaşan sinyaller nörohipofizden oksitosin hormon salgısını artırır. Kan dolaşımıyla uterusa ulaşan oksitosin uterus düz kaslarının daha da kasılmasına neden olur. Kasılan uterus bebeğin başını daha fazla sıkarak yeni bir kasılma refleksi oluşturur. Gittikçe artan gerim, bebeğin dışarı doğru itilmesine ve doğumun gerçekleşmesine kadar devam eder. Doğumla birlikte gerim normal düzeyine geri döner. Bir başka örnek ise kesilen bir yerde bir dizi mekanizmalar ile kanamanın durması ve pıhtı oluşmasıdır. 10

16 Konunun Özeti FİZYOLOJİYE GİRİŞ Fizyoloji, iki Latince sözcükten; Physus ve Logos tan kaynağını alır. Physus: Yaşam; Logos: Bilim anlamına gelir. Fizyolojinin Dalları Bitki Fizyolojisi Hayvan Fizyolojisi İnsan Fizyolojisi Komparatif: Karşılaştırmalı Fizyoloji Sistem Fizyolojisi(Solunum, Dolaşım, Boşaltım Fizyolojisi, Nörofizyoloji) Hücre Fizyolojisi Moleküler Fizyoloji Çevre Fizyolojisi Yükseklik Fizyolojisi Uzay Fizyolojisi Sualtı Fizyolojisi (Hiperbarik Tıp) Spor Fizyolojisi Klinik Fizyoloji (Fizyopatoloji) Canlı Yapının Özellikleri Organizasyon, Uyarılabilme ve İletebilme, Hareket, Metabolizma(Solunum, Sindirim-Emilim, Dolaşım, Boşaltım), Büyüme ve Farklılaşma, Üreme Yaşam İçin Gerekli Ortam Koşulları Su Besin Oksijen Uygun Çevre Isısı Uygun Çevre Basıncı Zararlı Radyasyondan Korunma Claude Bernard 1857) İç Ortam: Milieu interieur Walter B. Cannon (1932) Homeostasis: Homoios: Aynı; Stasis: Durum Homeostatik Kontrol Mekanizmaları: Geri Tepkime Devresi Hücreiçi veya İntrasellüler Düzenleme Mekanizmaları 11

17 Otoregülasyon veya İntrinsik Düzenleme Mekanizmaları Refleks veya Ekstrensek Düzenleme Mekanizmaları Refleks Devresi Elemanları Reseptif (duysal) Mekanizma: Duyu organı, Duysal sinir İntegratif veya Kontrol Merkezi Effektör (icra organı) Mekanizma: Motor sinir, İcra organı Homeostatik Kontrolde Effektör Mekanizma Sinirsel Mekanizma: Hızlı, Lokal, Kısa Süreli Etki Somatik Sinir Sistemi Otonom Sinir Sistemi Endokrin(Hormonal) Mekanizma: Yavaş, Yaygın, Uzun Süreli Etki Sinirsel ve Hormonal Mekanizmalarda Kavşak Noktası: Hipotalamus Negatif Feedback Mekanizma: İnhibitör: Homeostatik Düzenleme Pozitif Feedback Kontrol: Eksitatör: Homeostasisten Kaçış Yararlanılan Kaynaklar 1- Çakar, L.: Tasarımda İnsan Faktörü. İ.Ü. Fen Fak. Döner Sermaye İşletmesi. Prof.Dr. Nazım Terzioğlu Basım Atölyesi, İstanbul, Ganong, W.W.: Review of Medical Physilology. 21 th ed. Prentice - Hall International Inc. (2003). 3- Solomon, E.P., Schmidt, R.R., Adragna, P.J.: Human manatomy and Physiology. Second ed. Saunders College Publishing (1990). 4- Terzioğlu, M., Çakar, L.: Fizyoloji Ders Kitabı, Cilt I. İst. Üniv. Cerrahpaşa Tıp Fak. Yayınları (1997). 5- Thibodean, G.A., Patton, K.T.: Anatomy and Physiology. Third ed. Moby Year Book Inc Vander AJ, Sherman JH, Luciano DS. Human Physiology, The Mechanisms of Body Function. The McGraw-Hill Companies; West JB Best and Taylors Physiological basis of Medical Practice. 12.th ed Baltimore: Williams and Wilkins Not: Yukarıda verilen Ders Notları Yazarının (Prof. Dr. LÜTFİ ÇAKAR ın) TASARIMDA İNSAN FAKTÖRÜ Kitabının hazırlanan yeni baskısından alınmıştır. 12

18 Egzersiz Fizyolojisine Giriş (Bilim Dalı Olarak Egzersiz Fizyolojisi, Temel Konuları, Antrenman Bilgisi ve Bilimi ile İlişkisi) Dr. Sanlı Sadi Kurdak Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Spor Fizyolojisi Bilim Dalı Sportif etkinlikler sırasında performans kapasitesinin çok fazla sayıda değişken tarafından belirlendiği bilinmektedir. Bu unsurların en önemlilerinden bir tanesi de bireyin fizik kapasitesi olarak kabul edilir. Aslında bireysel sporlar arasında sayılan atletizm, yüzme, bisiklet gibi etkinliklerde sporcuların performans beklentileri konusunda bir takım öngörülerde bulunmak ve yorumlamak, fizik kapasitelerinin bilinmesi sayesinde mümkün olabilmektedir. Ancak futbol gibi bireyin koşması yanında sıçraması, rakibi ile beraber saha koşullarıyla mücadele etmesi ve üstüne üstelik bir topu kontrol altına alarak kimi zaman çok uzun mesafelere değişik hızlarda ayağı ile isabetli olarak göndermek gibi bir yükümlülüğünün bulunduğu spor dalında, salt fizik kapasiteyle ilgili değişkenleri bilerek performans beklentilerinin yorumunu yapmak oldukça zordur. Hal böyle olunca da sportif etkinliklerin insan fizyolojisinde yarattığı değişiklikleri yorumlamayarak futbol ile örtüştürüp özümsemenin çok zor olduğunu ifade etmek de yanlış olmaz. Günümüzde çok sayıda insanın yakından ilgilendiği futbol gibi bir sportif olguda başarı ölçütü herhangi bir karşılaşmanın kazanılması ile değerlendirilmektedir. Kazanılan maç sayısının fazlalığı takım ve takımı oluşturan unsurları o ölçüde başarılı kılar. Ancak futbolda performansın bilimsel olarak irdelenmesine başlanmasıyla beraber, bazı ön görülerden hareket ederek ortaya konan çıkarımların önemi ön plana çıkar. Futbolcunun çeviklik, hız, kuvvet ve saha içi dayanıklılığının gelişmiş olması kendisinden beklenilen yükümlülükleri daha kolay yapabilme olasılığını artıracaktır. Dolayısıyla ana amacın kazanmak ve dolayısıyla da gol atmak olduğu modern futbol anlayışında yukarıda belirtilen fiziksel yetenekleri gelişmiş olan bir futbolcunun ana amaca ulaşma olasılığı da, pozisyonun içinde top ile beraber bulunma şansının artması ile orantılı olarak artmış olacaktır. Bu fiziksel gereksinimlerin bütünü bir arada değerlendirildiğinde, iyi bir futbol oyuncusunun teknik ve mental yeterliliği yanında fiziksel yeteneklerinin de üst düzeyde gelişmiş olması beklenilir. Futbolcu kendisinden beklenilen maç performansını gerçekleştirebilmek için sürekli antrenman yapmak zorundadır. Herhangi bir bireyin vücudunda, hiçbir değerlendirme yapılmaksızın yapılan düzenli fiziksel aktiviteye bağlı olarak, egzersiz ile uyumlu olacak şekilde bazı değişiklikleri ortaya çıkar. Günümüz futbolunda başarının getirdiği kazanımlar performansın üst düzeyde zorlanmasını zorunlu kılmıştır. İnsanların takat sınırlarının son aşamalarına kadar kendilerini zorlamaları ise bazı durumlarda başarı için yeterli olamamaktadır. Bireyin belirli aralıklarla metabolizmasının hızlandırılması olarak tanımlanabilecek antrenmanların insan vücudunda yaratacağı olası etkiyi önceden bilmek, bireyin fizik kapasitesini sınırlayan unsurları değerlendirerek bunların antrenman programları ile gelişmesi için yol gösterici ayrımların farkındalığını yaratmak gibi bazı teknik sorulara 13

19 verilen yanıtlar ise performans sporcusunun yaptığı antrenmanı diğer insanların antrenman programlarından ayıran en önemli ayrıntıdır. İnsan vücudunun egzersize verdiği yanıtı değerlendirip beklentilerin karşılanıp karşılanmadığını araştırmak ve varsa eksiklikleri tespit ederek bunları nesnel olarak ifade etmek egzersiz fizyolojisinin çalışma konularından bir bölümünü oluşturur. Egzersiz ve enerji kavramı Egzersiz sırasında vücudun farklı şiddet ve yoğunlukta fiziksel etkinliği gerçekleştirebilmesi için enerjiye gereksinimi vardır. Bu enerji canlı organizmalarda besin öğelerini oluşturan atomların arasındaki kimyasal bağların yıkılması ile elde edilir. Canlı sistemlerin en küçük öğesi olan hücreler enerjiyi sadece hareket etmek için değil, aynı zamanda hücre içi ve dışında meydana gelen iyon konsantrasyonunu dengede tutmak amacıyla da kullanırlar. Öte yandan hücre içi yeni moleküllerin sentezi de enerji gerektirir. Yapılan sportif aktiviteler sırasında enerji gereksinimi, fiziksel aktivitenin şiddeti ile orantılı olarak artar. Bu noktadan hareketle herhangi bir sporcunun fizik kapasitesiyle ilgili konu başlıklarının tartışılmasında ana başlığı, sporcunun birim zamanda ne kadarlık bir enerjiyi hareket etmek için harcayabileceğinin sorgulanmasından başka bir şey değildir. Nitekim sporcular için kişisel performansı gösteren ana başlıklardan bir tanesi de sporcunun fizik kapasitesidir. İnsan vücudu artan enerji gereksinimini sağlayabilmek için giderek artan yüklemelerde, başta solunum sistemi olmak üzere, kalp ve dolaşım sistemi yanında iskelet kas sistemini oluşturan organların dinlenim durumuna oranla daha hızlı çalışarak yanıt verdikleri gösterilmiştir. Birbirlerinin işlevlerini yakından etkileyen bu organ sistemlerinin egzersiz sırasında daha fazla çalışmasının ana ereği, iskelet kas dokusuna gereksinimi olan oksijeni daha kolay ulaştırmaktır. Bu dinamik sürecin fizyolojik karşılığı dinlenim durumundaki homeostatik koşulların egzersiz sırasında da korunmasını sağlamak anlamında gerçekleşen bir seri uyum yanıtı olarak da yorumlanabilir. Nitekim dinlenim halinde dakikada 70 kez çarpan bir kalbin egzersiz sırasında genç bir sporcuda 180 ve üstü bir değere ulaşabilmesi, yaklaşık 10 litre olan solunum dakika hacminin yaklaşık 100 litre ve üstü değerlere kolaylıkla çıkması, kas metabolizmasının hızlanması gibi bir seri yanıtın irdelenmesi egzersiz fizyolojisi ile ilgili çalışmaların ana konusunu oluşturur. Öte yandan performans sporcusu ile sedanter ya da sıradan bir sporcunun fizik kapasite bileşenlerini oluşturan yukarıda değişkenlerden hangilerinin iyi bir sporcuda daha üst seviyelerde olduğunun bulunması ve varsa aksaklıkların tespit edilmesi, sporcu gelişimiyle ilgilenen ve performans düzeyinde çalışma yapan her spor bilimcinin bilmesi gereken ana konudur. Varlığı tespit edilmiş olan bir eksikliğin giderilmesi yönünde yapılan yüklemelerin ne oranda etkinlik gösterdiği ve arzulanılan hedefe sporcuyu ulaştırıp ulaştırmadığının değerlendirilmesi yapılan antrenmanların nesnel göstergesi olması açısından önemlidir. Aerobik ve anaerobik metabolizma Sportif başarının önemli belirleyicilerinin başında sporcunun yüksek bir güç kapasitesine sahip olması gelir. Daha önce de belirtildiği gibi, canlı organizmalar yaşamaları için gereken enerjiyi besin öğesi olarak hücrelerine 14

20 aldıkları karbonhidrat, yağ ve proteinleri oluşturan kimyasal bağları düzenli bir seri reaksiyon sonrasında katabolize ederek sağlarlar. Bu tepkimelerin karbonhidratlara özel olan bölümü hücrenin sitoplazmasında başlar ve oksijen kullanılmaz. Az da olsa bir miktar enerjinin oksijen kullanılmaksızın elde edildiği tepkimelerin bütününden oluşan metabolik sürece anaerobik metabolizma adı verilir. Öte yandan karbonhidrat, yağ ve protein moleküllerini oluşturan atomlar arasındaki kimyasal bağların atomlarına kadar ayrıştırılıp parçalanması sonrasında enerji elde edilen tepkimelerin bütünü anaerobik metabolik yolaktan farklı bir yol izler. Hücre içinde organellerinden bir tanesi olan mitokondrilerde gerçekleşen tepkimeler bütününün gerçekleşebilmesi için oksijenin kullanılmasına gerek olduğundan, bu metabolik sürece de aerobik metabolizma adı verilmektedir. Aslında egzersiz sırasında fiziksel kapasiteyi irdeleyen araştırmaların tümü bu metabolik süreçlerin bir arada değerlendirilmesi esasına dayanır. Aerobik ve anaerobik enerji yolaklarının belirli avantaj ve dezavantajları vardır. Bununla ilgili herhangi bir tartışmayı başlatmadan önce söz konusu metabolik yolaklarla ilgili bazı temel bilgilerin bilinmesi gerekir. Bunların başında anaerobik tepkimelerde oksijen gerektirmeden enerji elde edilmesi mümkün iken, aerobik reaksiyonlar sırasında tanımı ve tepkimelerin bütünü akılda tutulacak olursa oksijenin kullanılması zorunludur. Sporcuların yüksek enerji gerektiren kısa süreli ve yüksek şiddetteki fiziksel etkinlikler sırasında gereksinimleri olan enerjiyi anaerobik yollardan sağlamaları nedeniyle, bu metabolik tepkimelerin bütünü başarının ana belirleyicisi olarak da kabul edilir. Öte yandan anaerobik metabolizma sırasında elde edilen enerjinin çok verimli olmayan bir seri tepkime sonrası elde edilmesi ve son ürün olarak laktik asit birikmesi nedeniyle, yüksek şiddetli fiziksel etkinliklere uzun süre devam etmek mümkün değildir. Kısa süreli ve yüksek şiddetli sportif etkinlikler için gereken enerji, sporcunun anaerobik metabolizma kapasitesi tarafından sağlanırken, bu fiziksel aktivitelerin gerçekleştirilebileceği süre oluşacak yorgunluk nedeniyle en fazla birkaç dakika ile sınırlıdır. Yorgunluk ortaya çıktıktan ardışık yüklemelerde ise sporcu bir önceki performansını gösteremez. Ancak anaerobik egzersizler sırasında toparlanma aerobik egzersizlere oranla daha kolay olur. Aerobik egzersizin anaerobik egzersizden ayıran önemli bir fark, aerobik metabolizma sonrası elde edilen enerji ile sporcuların daha uzun süre fiziksel etkinliğe devam edebilmesidir. Aerobik metabolizma sırasında elde edilen enerjinin anaerobik tepkimelere oranla daha yavaş gerçekleşen bir seri tepkime sonrası ortaya çıkması bu metabolik yolakla ilgili olumsuz bir özellik olarak yorumlanabilir. Ancak aerobik metabolizma sırasında yağ, karbonhidrat ve proteinlerin yıkımına bağlı olarak uzun süre enerji elde edilebilir. Bu iki metabolik yolak ile ilgili bir diğer ayrım aerobik metabolizma sırasında yorgunluğun çok daha geç ortaya çıkıyor olmasıdır. Bir futbol maçı sırasında futbolcunun gerçekleştirdiği fiziksel etkinliğin tümü bir bütün olarak değerlendirildiğinde, maçın belirli zamanlarında temponun ve mücadelenin arttığını ancak belirli zamanlarda da düşüş gösterdiğini maç analizine ait bilimsel verilerle ortaya konmuştur. Aktivite örüntüsünün fizyolojik açılımı ile sportif performans bir arada 15